2004 Fiscal Year Annual Research Report
シアノバクテリアの新規光受容体と光応答系の機能・構造解析
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16370018
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20159601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 光徳 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (80345066)
吉原 静恵 大阪府立大学, 先端科学研究所, 助手 (20382236)
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| Keywords | シアノバクテリア / 光受容体 / フィトクロム / 走光性 / BLUF型光受容体 / 結晶構造解析 / 部位特異変異体解析 / シアノバクテリオクロム |
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| Research Abstract |
シアノバクテリアの線毛による正の走光性の調節にかかわる光受容体PixJ1をSynechocystis細胞より単離して、430nmと535nmの間で可逆的な光変換をする従来のものとはまったく異なるタイプの光受容体であることを明らかにした。この光変換は何度でも繰り返すことができる可逆的なもので、フィトクロムなどの赤・遠赤色光領域にはまったく吸収を示さないが、蛍光の特性から同様のテトラピロールが結合していることが推測された。2つ目の走光性光受容体PixDを好熱性シアノバクテリアの遺伝子を大腸菌で発現させ、フラビンを結合した10量体として2.0Aの解像度で結晶構造を決定した。このタンパク質の立体構造は新規であるが、フラビンの周囲の構造は他のフラビン型光受容体と似た特徴をもつことも明らかになった。このタンパク質の構造変化の特徴を明らかにするとともに、相互作用する因子PixEを同定した。PixDの光変換反応の中間体はこれまで見つかっていなかったが、液体ヘリウム温度で波長シフトがほぼ中間となる中間体を同定することができた。第3の光受容体が調節している光合成のアンテナ・フィコビリソームの構造形成の鍵タンパク質CpcGの2つの遺伝子がそれぞれ異なる役割をもつことを明らかにした。
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